Семенное размножение орхидей

Семена орхидей очень малы и напоминают мельчайшую пыль. Поэтому в одном плоде (коробочке) орхидеи находится до 4 млн семян. Малая масса семени этих растений - важнейшее приспособление. Мелкие пылевидные семена легко разносятся ветром, облегчая тем самым расселение орхидей по значительным территориям; восходящие потоки воздуха способны поднять такие семена к кронам деревьев, где они, осев на ветвях и стволах, прорастут и дадут жизнь новым растениям.

Чарльз Дарвин однажды подсчитал, что если бы все семена, образованные одним экземпляром всем известного ятрышника пятнистого, развились в новые растения, они заняли бы площадь около 4 тыс. м², а через несколько поколений потомки одного растения заселили бы всю сушу. Однако даже в тропических странах орхидеи не растут колоссальными сообществами, занимающими десятки и согни гектаров. Причина этого кроется в особенностях строения и прорастания семян орхидей.

Paphiopedilum gratrixianum

Из-за небольших размеров семени сам зародыш не дифференцирован на зародышевый корешок и почечку, а представлен лишь группой одинаковых клеток. Эндосперм, в котором у большинства однодольных растений находится основной запас питательных веществ, в семенах орхидей не развивается или развивается очень слабо, а весь запас питательных веществ их семени находится в зародыше. Чем мельче семена, тем меньше в них запас питательных веществ. Следовательно, зародыш, начав дифференцироваться и развиваться, не может долго существовать за счет своих запасов. Именно поэтому значительная часть семян орхидей погибает на самых ранних этапах прорастания.

После прорастания из семени орхидеи образуется крохотное клубнеподобное образование (протокорм), который может оставаться без изменений несколько лет. Дальнейшее его развитие начинается только после заражения микроскопическим грибом (например, одним из видов рода ризоктония), с помощью которого крохотное растеньице получит возможность разлагать сложные органические вещества до более простых и легкоусвояемых соединений.

Далеко не все протокормы доживают до заражения грибом. Но даже те из них, которым удается уцелеть, не застрахованы от дальнейших неприятностей. Для того чтобы между проростком орхидеи и грибом установился симбиоз, должен начать согласованно действовать целый ряд их биологических систем. Процесс этот очень сложен, и на его деталях не стоит останавливаться. В данном случае важно лишь то, что некоторые протокормы имеют чересчур сильную иммунную систему, обеспечивающую излишнюю устойчивость к грибу, поэтому он не в силах их заразить. У другой части протокормов иммунные механизмы, наоборот, недостаточно надежны, в результате чего гриб оказывается сильнее и полностью уничтожает проросток. Только те протокормы, чья иммунная система в состоянии удержать гриб в отведенных ему пределах, развиваются и через много лет образуют взрослое растение.

Стоит ли удивляться тому, что из миллионов семян, ежегодно образуемых орхидеей, в итоге развиваются лишь единичные растения. Гораздо удивительнее, на наш взгляд, то, что при таком сложном способе размножения орхидеи не вымерли вовсе.

Некоторые орхидеи, всю свою жизнь не расставаясь с грибом, не приобретают способности к самостоятельному питанию. Эти растения полностью лишены хлорофилла и питаются готовыми органическими веществами, получая их в результате переваривания клубочков гифа гриба. Такой способ питания называется сапрофитным. Немногочисленные сапрофитные орхидеи, например гнездовка, ладьян и надборник, встречаются в лесах нашей страны. Особенно же много сапрофитных орхидей в тропиках, где они живут на почвах, богатых органическим веществом. Некоторые из них достигают нескольких метров, например лиана галеола, обитающая на Филиппинах, где она растет на гниющих стволах деревьев.

Другая сапрофитная орхидея - гастродия, родина которой - Япония, живет в симбиозе с опасным паразитом деревьев опенком. Этот гриб поглощает из дерева-хозяина питательные вещества, часть которых достается орхидее. Среди сапрофитных орхидей есть и совсем необычные растения, которые всю свою жизнь проводят под землей. Обнаружили их случайно в Австралии при вспашке залежных земель. Даже цветоносы этих растений никогда не появляются на поверхности. Поэтому до сегодняшнего дня неясно, как у них происходит опыление.

Вполне понятно, что семенное размножение орхидей в домашних условиях значительно сложнее, чем размножение большинства других цветочных культур. Чтобы размножать орхидеи семенами, приходится потратить много сил, но, как показывает опыт работы московских цветоводов-любителей, трудности семенного размножения орхидей вполне преодолимы. Все работы по семенному размножению орхидей можно выполнить дома на кухне, имея минимум оборудования.

Подготовка семян орхидей к посеву

В первую очередь приобретают стеклянную посуду для посева семян, например конические колбы емкостью 250-300 мл, которые продаются в магазинах фототоваров. Вместо колб можно использовать баночки с завинчивающимися крышками из-под детского питания или любую другую аналогичную посуду.

Всю посуду, у которой нет крышек, снабжают пробками. Для колб больше всего подходят ватно-марлевые пробки. Сделать их совсем несложно. Для этого скатывают ватный тампон, подходящий по диаметру к горлышку посуды, и оборачивают его двумя слоями марли. Тампон должен быть очень плотным, иначе среда быстро высохнет и, самое главное, не будет обеспечена достаточная стерильность.

Кроме ватно-марлевых, применяют резиновые пробки. Для удобства работы в них просверливают отверстие, в которое вставляют стеклянную трубку, заполненную ватой для свободного прохождения воздуха. Вместо этого между пробкой и стенками колбы с одной стороны можно проложить слой бумаги. Если это не предусмотреть, пробки наверняка вышибет при стерилизации (рис. 1). Посуду, предназначенную для посева, тщательно моют и хорошо просушивают. Пробки, особенно ватно-марлевые, стерилизуют. Для этого их заворачивают в фольгу и прогревают в духовке при температуре 120-130°С в течение 1 ч.

После этого приступают к приготовлению питательной среды. Наиболее простой и широко распространенной для посева семян орхидей является среда Кнудсона «С» следующего состава, г: Ca(NO₃)₂ 4Н₂O - 1; КН₂РO₄ - 0,25; MgSO₄*7Н₂O - 0,25; FeSO₄*7Н₂O - 0,025; (NH₄)₂SO₄ - 0,50; MnSO₄*4Н₂O - 0,0075; глюкоза или сахароза - 20; агар-агар - 12-15; вода - 1000.

Сначала отмеряют необходимое количество дистиллированной или кипяченой воды. Затем отвешивают агар-агар, заливают его небольшим количеством воды (150-200 мл) и оставляют на несколько часов для набухания. Когда агар-агар набухнет, посуду с ним ставят в кипящую воду и нагревают до полного растворения агара. Передерживать агар-агар на водяной бане не следует, так как продолжительное нагревание приводит к его частичной деструкции и ухудшению качества. Пока агар-агар растапливается, отвешивают все необходимые вещества и растворяют их в оставшейся воде в том порядке, в каком они перечислены в рецепте.

Приготовив раствор, определяют его кислотность с помощью универсальной лакмусовой бумаги, изменяющей свой цвет в зависимости от величины рН. Сразу после смешивания реакция среды близка к нейтральной - рН около 6,5-7. Наиболее подходит для орхидей рН в пределах от 4,8 до 5,2. Для подкисления среды к ней по каплям добавляют разбавленную азотную, серную или соляную кислоту. После добавления небольшого количества кислоты среду перемешивают и снова измеряют ее рН. Если величина не соответствует норме, операцию повторяют до тех пор, пока не будет достигнута нужная кислотность. Затем раствор солей и агар-агара сливают вместе, слегка подогревают в кипящей воде и тщательно перемешивают. После этого среда готова.

Следующий этап - розлив среды в посуду для посева. Для этого используют стеклянную воронку, чтобы среда не осела на горлышке колбы. В каждый сосуд вполне достаточно влить питательную среду слоем 1,5-2 см. Затем колбы тщательно затыкают пробками, которые сверху закрывают слоем фольги или крафт-бумаги (с банками и другой посудой поступают так же). Пока среда не застыла, сосуды не наклоняют, иначе среда запачкает пробки и нарушится стерильность.

Для стерилизации среды в домашних условиях необходима кастрюля-скороварка. На ее дно устанавливают сетку, предназначенную для приготовления пищи на пару, и наливают слой воды с таким расчетом, чтобы он немного не доходил до сетки. На сетку устанавливают сосуды со средой. Скороварку закрывают и ставят на огонь. Обработку ведут в течение 10-15 мин, считая от того момента, когда в скороварке установится давление. После стерилизации скороварке дают немного остыть (быстро охлаждать ее нельзя, так как при этом от перепада давления могут вылететь пробки), вынимают сосуды со средой и расставляют их на горизонтальной поверхности до полного застывания среды.

Подготовленные таким образом сосуды безо всякого ущерба хранят несколько месяцев и используют по мере поступления семян.

Phalaenopsis sp.

Стерилизацию можно провести несколько иначе, обработав сразу весь объем питательной среды. Для этого используют метод дифференциального кипячения - тиндализацию. В скороварке это делать не очень удобно. Колбу со средой закрывают пробкой и на 20 мин помещают в обычную кастрюлю с кипящей водой. Затем среду оставляют на сутки при комнатной температуре и снова повторяют кипячение, во время которого убиваются начавшие прорастать споры микроорганизмов, уцелевшие при первом кипячении.

Простерилизованную таким образом среду хранят достаточно долго и растапливают и разливают непосредственно перед употреблением. Преимущество данного способа состоит в том, что отпадает необходимость хранить изрядное количество подготовленной к посеву посуды. Однако в этом есть и свои недостатки. Во-первых, перед каждым посевом среду растапливают, что иногда отрицательно сказывается на ее свойствах; во-вторых, разливают среду в предварительно простерилизованную посуду, сохранить стерильность в которой значительно сложнее. Если не приняты все меры по сохранению стерильности, среду дополнительно обрабатывают паром в скороварке, что совсем нежелательно, так как при нагревании возможна карамелизация сахаров, входящих в состав среды. Впрочем, среди цветоводов-любителей, занимающихся посевом семян орхидей, есть сторонники как первого, так и второго способа. Все зависит от определенных навыков.

К посеву подготавливают не только посуду, среду, но и семена. Сеять можно семена как высыпавшиеся из зрелых, треснувших плодов, так из плодов не вполне зрелых. Второй способ несколько проще, так как отпадает необходимость в предпосевной стерилизации семян. Для получения семян из недозрелых плодов важно точно угадать тот момент, когда плод следует снять с растения (см. таблицу ниже).

После снятия плоды непродолжительное время хранят в холодильнике. Если же оптимальный срок снятия плодов упущен или же получены уже выделенные из плода семена, перед посевом их стерилизуют, замачивая в растворе хлорной извести. Для его приготовления 10-15 г хлорной извести в течение 20-30 мин встряхивают в 100 мл воды в стеклянной посуде. Затем раствор пропускают через фильтровальную или промокательную бумагу. В пробирку с фильтратом всыпают небольшое количество семян и, периодически встряхивая их, выдерживают в растворе 5-10 мин, после чего немедленно высевают.

Посев семян орхидей в домашних условиях удобнее всего проводить над паром. Для этого на кастрюлю с кипящей водой устанавливают решетку. Восходящий ток горячего пара уносит из рабочей зоны все микроорганизмы и споры, находящиеся в воздухе, и, как правило, обеспечивает чистый посев.

Примерные сроки готовности семян орхидей к посеву

Колбу или банку со средой устанавливают на решетку и открывают. Семена на среду переносят прямо из пробирки, в которой они стерилизовались, набирая их вместе с раствором простерилизованной пипеткой. Слегка покачивая колбу, семена распределяют по поверхности среды и быстро закрывают пробку.

Если посев семян ведут из недозрелого плода, его предварительно моют с мылом и протирают раствором хлорной извести или 70%-ным спиртом. Затем плод вскрывают прокаленным в пламени скальпелем и осторожно высыпают семена на среду.

Все операции по посеву семян, особенно после извлечения пробок из сосудов со средой, проделывают максимально быстро. Иначе споры микроорганизмов могут попасть на питательную среду и погубить всю работу.

Засеянные колбы содержат при температуре 18-23°С под рассеянным светом, лучше под люминесцентными лампами. Продолжительность освещения - 12-14 ч. Если через несколько дней на поверхности среды не появятся посторонние налеты или слизистые колонии бактерий, значит посев произведен чисто.

Уход за сеянцами орхидей

Семена у разных видов орхидей прорастают через различное время. Чаще всего через неделю семена зеленеют и из них образуются крохотные зеленые шарики - протокормы. Затем постепенно образуются всасывающие волоски - ризоиды, а на вершине протокорма - первые тоненькие листочки. После появления двух-трех листочков обычно начинается образование корней. Вслед за этим для ускорения развития сеянцы можно пересадить на новую питательную среду. Однако в домашних условиях сделать это непросто, так как при пикировке на свежую питательную среду легко занести инфекцию. Чтобы не подвергать опасности посев, сеянцы распикировывают из одной-двух колб.

Если сеянцы выращивают без пикировки, примерно через год после посева приступают к перенесению сеянцев на нестерильный субстрат. Для этого в сосуд с сеянцами наливают немного воды и осторожными покачиваниями вымывают сеянцы из питательной среды. Воду с сеянцами выливают в низкую посуду, например в блюдце, и добавляют небольшое количество дезинфицирующего вещества (КМn04 или фундазола) в концентрации не более 0,05%.

Полностью отмыв сеянцы от остатков питательной среды, их переносят на субстрат, пользуясь мягкой кисточкой или пинцетом, на кончики которого надеты кусочки тонкой резиновой трубки.

Выращивают сеянцы на самых различных субстратах - сосновой коре, корнях папоротника, сфагнуме. Главное, чтобы размеры частиц были не очень большими (для коры - 2-4 мм). Перед перенесением сеянцев субстрат на 20-30 мин заливают кипятком. Для сеянцев используют емкости с хорошим дренажным слоем.

После посадки плошки с сеянцами помещают в небольшую тепличку с искусственной досветкой. Влажность воздуха в ней поддерживают не ниже 60%, не допуская пересушки субстрата. В первые 2 года жизни сеянцы выращивают без периода покоя, подкармливая их растворами минеральных солей (0,5 г/л).

Сеянцы орхидей развиваются очень медленно. До цветения растений проходит 4-5 лет. Да и сам процесс размножения орхидей семенами - дело достаточно хлопотное, требующее внимания и аккуратности. Тем не менее за труды приходит вознаграждение - большое количество молодых растений, которые можно предложить другим цветоводам и тем самым расширить круг любителей орхидей. Кроме того, появляется возможность размножить редкий новый вид орхидеи.

Литература: Орхидеи. С. О. Герасимов, И. М. Журавлев - Издательство «Росагропромиздат», 1988